KR20070120537A - 가변 초점 렌즈 - Google Patents

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KR20070120537A
KR20070120537A KR1020077023809A KR20077023809A KR20070120537A KR 20070120537 A KR20070120537 A KR 20070120537A KR 1020077023809 A KR1020077023809 A KR 1020077023809A KR 20077023809 A KR20077023809 A KR 20077023809A KR 20070120537 A KR20070120537 A KR 20070120537A
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fluid
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KR1020077023809A
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크리스토프 도브루스킨
조하너스 더블유. 위캄프
베르나르더스 에이치. 더블유. 헨드릭스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

방사선을 조절하기 위한 광학 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 제1 유체(A)와 제2 유체(B)를 포함하는 가변 초점 렌즈를 포함하는데, 상기 유체는 혼합될 수 없으며 유체 메니스커스(6;106;206;306)에 의해 서로 분리되고, 상기 유체 메니스커스는 미리 선택된 입력 방사선(15;32;33)과 초점 제어 시스템의 버전스(vergence)를 조절하도록 배열되는 구성으로 구성 가능하다. 상기 광학 장치는 제1 방향 변경기(redirector)와 제2 방향 변경기(redirector)를 포함하는데, 상기 제1 방향 변경기는, 방사선이 유체 메니스커스를 한번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스를 향해 다시 상기 방사선의 방향을 바꾸도록 배열되고, 제2 방향 변경기는, 방사선이 메니스커스를 두 번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스를 향해 다시 상기 방사선의 방향을 추가로 바꾸도록 배열되며, 여기서 상기 구성은 각각의 방향 변경(redirection) 이후의 상기 방사선의 버전스를 추가로 조절하도록 배열되며, 이러한 추가적인 조절은 상기 가변 초점 렌즈에 확대된 집속력(focal power)을 제공하도록 배열된다.

Description

가변 초점 렌즈{VARIABLE FOCUS LENS}
본 발명은 방사선을 조절하기 위한 광학 장치, 특히 가변 초점 렌즈에 확대된 집속력(focal power)을 제공하기 위한 광학 장치에 관한 것이다.
가변 초점 렌즈는 종래 기술에서 공지된다. 예컨대, 국제 특허 출원번호 WO 03/069380은 유체 메니스커스(fluid meniscus)에 의해 서로 분리된, 두개의 혼합할 수 없는 유체를 포함하는 가변 초점 렌즈를 개시한다. 각 유체는 서로 다른 굴절률을 갖고 이 메니스커스는 메니스커스를 통과하는 방사선을 위한 렌즈로서 역할을 한다. 전기습윤력은 상기 렌즈의 집속력을 변화시키기 위해 상기 메니스커스의 곡률(curvature)을 바꾸는데 사용된다. 이 렌즈는 최대 집속력과 최소 집속력 사이에서 서로 다른 집속력의 범위를 제공한다.
위에서 기재된 것과 같은 가변 초점 렌즈는 예컨대, 카메라와, CD(compact disc) 및 종래의 DVD(digital-versatile-disc)와 같은 광 기록 캐리어를 스캐닝하기 위한 디바이스와 같은 다양한 어플리케이션에서 사용될 수 있다. 이러한 몇몇의 어플리케이션에서, 상기 이용 가능한 집속력 범위가 너무 좁아서 전반적인 어플리케이션 성능이 제한되는 경향이 다.
상기 메니스커스의 곡률을 변화시키기 위해 전기습윤력(electrowetting power)을 이용하는 가변 초점 렌즈는 상기 렌즈 유체에 인가될 전압을 필요로 한다. 이 인가될 전압이 비교적 커서, 서로 다른 집속력 간의 전환(switching)을 비교적 느리게 할 수 있다. 이것은 특정한 어플리케이션에 대한 가변 초점 렌즈의 성능을 방해할 수 있다.
본 발명의 목적은 확대된 집속력을 갖는 가변 초점 렌즈를 포함하는 광학 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따라서, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치가 제공되며, 상기 광학 장치는:
a) 제1 굴절률을 갖는 제1 유체(A)와 제2의 다른 굴절률을 갖는 제2 유체(B)를 포함하는 가변 초점 렌즈로서, 상기 유체는 혼합할 수 없으며 유체 메니스커스에 의해 서로 분리되고, 상기 유체 메니스커스는 미리 선택된, 입력 방사선의 버전스(vergence)를 조절하도록 배열되는 구성으로 구성될 수 있으며, 이에 의해 상기 구성은 상기 렌즈의 집속력을 결정하는, 가변 초점 렌즈와;
b) 상기 유체 메니스커스 구성의 변화(variation)에 의해 상기 집속력을 제어하도록 배열되는 초점 제어 시스템
을 포함하고,
상기 광학 장치가 제1 방향 변경기(redirector)와 제2 방향 변경기(redirector)를 포함하는데, 상기 제1 방향 변경기는, 방사선이 메니스커스를 한번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스를 향해 다시 상기 방사선의 방향을 바꾸도록 배열되고, 제2 방향 변경기는, 방사선이 메니스커스를 두 번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스를 향해 다시 상기 방사선의 방향을 추가로 바꾸도록 배열되며, 여기서 상기 구성은 각각의 방향 바꿈(redirection) 이후의 상기 방사선의 버전스를 추가로 조절하도록 배열되며, 상기 추가적인 조절은 상기 가변 초점 렌즈에 확대된 집속력(focal power)을 제공하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
이 유체 메니스커스 구성은, 상기 메니스커스를 지나는 제1 통과가 이루어질 때 상기 방사선의 버전스가 얼마나 조절되었는지를 결정한다. 상기 제1 및 제2 방향 변경기에 의해 조절된 빔(beam)의 방향 변경은 상기 빔이 상기 유체 메니스커스를 통과하는 제2 및 제3의 통과가 이루어지도록 야기하여, 빔 버전스의 추가적인 조절이 있게 한다. 이 구성은 또한 상기 빔의 버전스가 추가로 얼마나 조절되는지를 결정한다.
상기 렌즈의 집속력은 상기 버전스 조절의 정도(extent)에 의해 결정된다. 본 발명에 따르면, 빔이 상기 메니스커스를 적어도 두세 번 통과함으로써, 발생되는 추가적인 조절은 상기 렌즈에 의해 제공된 집속력을 확대시킨다.
상기 유체 메니스커스 구성의 변화는 확대된 집속력을 포함하는 가변성 렌즈의 집속력을 변화시킨다. 상기 렌즈의 집속력에 대한 비교적 큰 변화는 종래 기술의 시스템과 비교해서 상기 메니스커스 구성에 대한 비교적 작은 변화를 줌으로써 획득될 수 있다.
국제 특허 출원번호 WO 2004/102251은 전기습윤력을 이용하여 유체 메니스커스 구성이 변화되는, 조정 가능한 거울을 개시한다. 조정 가능한 거울의 기능은 상기 메니스커스의 렌즈 기능과 결합하여 반사 표면에 의해 제공된다.
본 발명에 따라, 상기 메니스커스의 구성은 상기 렌즈 유체 전반에 걸친 전압의 인가를 수반하여 전기습윤력에 의해 제어될 수 있다. 상기 렌즈의 집속력이 확대된 집속력이기 때문에, 종래 기술의 시스템에 대한 집속력 보다 더 바람직한 집속력을 획득하기 위해 더 적게 인가된 전압이 요구된다. 더욱이, 서로 다른 메니스커스 구성 사이의 전환이 있을 때, 바람직한 집속력 변화를 획득하는데 필요한 전압의 변화는 종래 기술과 비교해서 비교적 작다. 이것은 상기 렌즈의 집속력에 대한 빠른 전환을 제공한다.
상기 유체 메니스커스를 오직 한번 지나는 방사선의 통과는 색채의 수차(chromatic aberration)를 상기 빔으로 도입할 수 있다. 상기 메니스커스를 더 지나도록 하기 위해 빔의 방향을 변경함으로써, 도입된 색채의 수차 크기가 줄어든다. 이것은 최소한의 색채의 수차를 갖는 빔을 필요로 하는 어플리케이션에 대해 유익하다.
바람직하게, 상기 광학 장치는 상기 제1 및 제2 방향 변경기 중 적어도 하나의 방향 변경기의 동작을 향상시키기 위해 상기 광학 장치를 지나는 방사선의 편광(polarisation)을 조절하도록 배열된다.
상기 제1 및 제2 방향 변경기, 그리고 이 방향 변경기와 함께 동작하는 광학 요소는 상기 방사선의 편광을 조절하도록 고안될 수 있다. 이것은 상기 광학 장치를 지나는 방사선의 통과가 바람직한 방법으로 제어되도록 허용한다.
바람직하게, 상기 제1 방향 변경기는 상기 방사선을 상기 유체 메니스커스 쪽으로 반사하도록 배열되는 제1 거울이다.
상기 제1 방향 변경기가 제1 거울일 경우, 메니스커스를 한번 통과한 입력 방사선은 상기 유체 메니스커스를 향해 그리고 이 렌즈를 통해 다시 반사된다. 상기 메니스커스를 다시 통과함으로써, 버전스가 추가로 조절되어 상기 집속력이 확대된다.
상기 제2 방향 변경기가 상기 방사선을 상기 유체 메니스커스 쪽으로 반사하도록 배열되는 제2 거울인 것이 바람직하다.
상기 제2 방향 변경기가 제2 거울일 경우, 제1 거울에 의해 반사된 이후의 방사선은 상기 유체 메니스커스를 추가로 통과하기 위해 더 반사될 수 있다.
이러한 더 추가적인 통과 단계 동안에, 상기 메니스커스는 상기 렌즈의 집속력을 더 확대시키는 버전스를 추가로 조절한다. 이 확대된 집속력은 더 효과적인 집속도 전환이 제공되도록 허용한다. 유체 메니스커스 구성이 전기습윤력에 의해 결정될 경우, 일정한 집속력에 요구되는 인가된 전압은 더욱 감소된다.
본 발명의 광학 장치는, 가변 초점 렌즈가 큰 범위의 집속도와 효과적이고 빠른 상기 집속도의 전환을 제공하도록 요구되는 어플리케이션 내에 유익하게 병합될 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따라, 물체의 이미지를 캡쳐하기 위한 이미지 캡쳐 디바이스가 제공되는데, 상기 디바이스는 물체의 이미지를 검출하기 위한 이미지 검출 시스템과 상기 이미지 검출 시스템 상에 상기 물체의 이미지를 집속시키도록 배열되는 광학 시스템을 포함하며, 여기서 상기 광학 시스템은 본 발명에 따른 광학 장치를 포함한다.
본 발명의 제3 측면에 따라, 본 발명에 따른 광학 장치를 포함하는 광학 줌 렌즈 시스템이 제공된다.
본 발명의 제4 측면은 광 기록 캐리어를 스캐닝하기 위한 광 스캐닝 디바이스를 제공하는데, 이 디바이스는:
a) 방사선을 방사하기 위한 방사 소스 시스템과;
b) 광 기록 캐리어에서 유출된 정보를 나르는 방사선을 검출하기 위한 검출 시스템과;
c) 상기 방사된 방사선을 광 기록 캐리어에서 집속하고, 상기 기록 캐리어에서 집속된 이후, 상기 방사된 방사선을 상기 검출 시스템 상에 집속시키기 위한 광학 시스템으로서, 본 발명에 따른 광학 장치를 포함하는, 광학 시스템을 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징과 이점은 다음에 나오는 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 분명해지고, 이 설명은 첨부되는 도면을 참고하여 실시되는 예의 방법으로써 주어진다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 가변 초점 렌즈를 도시하는 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 광학 장치에 의해 제공되는 집속력을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈에 의해 제공되는 집속력을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 광학 장치에 의해 제공되는, 확대된 집속력을 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 종래 기술과 비교하여, 본 발명의 실시예에 의해 제공된 집속력의 관계를 개략적으로 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 광학 장치를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 광학 장치를 포함하는 이미지 캡쳐 디바이스를 개략적으로 도시한 되면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 광학 장치를 포함하는 광학 스캐닝 디바이스를 개략적으로 도시한 도면.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 즉, 국제 특허 출원번호 WO 03/069380에 의해 개시된 가변 초점 렌즈(1)를 개략적으로 도시한다.
상기 가변 초점 렌즈(1)는 유체실(5)을 형성하기 위해 전방 투명 요소(3)와 후방 투명 요소(4)에 의해 봉해진, 원통 모양의 제1 전극(2)을 포함한다.
상기 유체실(5)은 실리콘 오일 또는 알칸과 같은 전기적으로 절연인 제1 유체(A)와 염용액을 포함하는 물과 같은 전기적으로 전도성인 제2 유체(B)인, 혼합될 수 없는 두개의 유체를 포함한다. 상기 두 액체는 도시된 바와 같이, 비구면 곡률(aspherical curvature)을 갖는 구성을 가진 유체 메니스커스(6)에 의해 서로 분리되며, 상기 비구면 곡률은 상기 렌즈(1)의 광축(OA)에 대해 회전적으로 좌우 대칭이다. 상기 두 액체는 동일한 밀도를 갖도록 바람직하게 배열되어, 상기 메니스 커스(6)의 구성이 상기 가변성 렌즈(1)의 배향에 독립하여 제어될 수 있다. 상기 제1 유체(A)는 제1 굴절률을 갖고 상기 제2 유체(B)는 다른 제2 굴절률을 갖는다.
제2 전극(7)은 고리모양이고 상기 유체실(5)의 한쪽 끝에 배열되며, 이와 같은 경우에 상기 후방 투명 요소(4)와 근접한다. 제2 전극(7)은 상기 유체실(5) 내의 적어도 한 부분과 배열되는데, 이는 상기 전극이 제2 유체 상에서 활동하기 위한 것이다.
상기 메니스커스(6)의 구성은 상기 렌즈(1)에 의해 제공되는 집속력을 결정한다. 초점 제어 시스템(8)은 이러한 구성의 변화로 상기 집속력을 제어하도록 배열된다. 상기 제어 시스템(8)은 전기적으로 제1 및 제2 전극(2,7)에 연결되어 상기 제1 및 제2 전극(2,7) 양단에 인가된 전압(V)을 변화시킴으로써 구성을 변화시킨다. 메니스커스 전기습윤력으로 인해, 상기 제2 유체(B)로 인한 제1 전극(2)의 유체 접촉 층(9)의 습윤도는 상기 제어 시스템(8)에 의한 전압(V)의 인가에 따라 변한다. 이것은 세 개의 위상 라인{상기 유체 접촉 층(9)과 두개의 유체(A 및 B) 사이의 접촉 라인}에서 상기 메니스커스(6)의 접촉 각(α)을 변화시킨다.
도 1은, 상기 전방 투명 요소(3)에서 바라볼 때, 인가된 전압(V)에 의해 획득된 볼록한 곡률(convex curvature)을 갖는 구성으로 상기 메니스커스(6)를 도시한다. 상기 렌즈(1)는, 서로 분리되어 있고 상기 광축(OA)과 일치하는 입력 경로(IP)와 출력 경로(OP)를 갖는다. 방사선(10)은 상기 입력 경로(IP)를 따라 렌즈(1) 속을 통과하고 미리 결정된 버전스를 갖는다. 상기 빔은 상기 광축(OA)을 따라 통과하며, 상기 제어 시스템(8)에 의해 구성된 메니스커스(6)를 통해 상기 메니 스커스(6)는 상기 방사선의 버전스를 조절한다. 이 조절된 빔은 상기 출력 경로(OP)를 따라 상기 렌즈(1)를 빠져 나온다.
도 2는 볼록한 곡률이면서 줄어든 접촉 각(α)과 대응하는, 서로 다른 구성을 갖는 메니스커스(6)를 도시한다.
상기 제어 시스템(8)은 이러한 구성을 획득하기 위해 다른 전압(V)을 인가하고, 상기 렌즈(1)를 지나는 방사선의 버전스는 다르게 조절된다.
상기 가변 초점 렌즈의 추가적인 특징 및 요소는 국제 특허 출원번호 WO 03/069380에 따라 기재되고, 이 출원의 내용은 본 명세서에서 참고문헌으로 병합된다.
도 3 및 도 5는 상기 기재된 종래 기술의 광학 장치의 동작과 비교해서, 미리 결정된 버전스를 갖는 방사선(15)에 대해 본 발명의 광학 장치의 동작 원리를 도시한다.
도 3은 도 1 및 도 2를 사용하여 기재된 종래 기술에 따른 가변 초점 렌즈의 동작을 도시한다. 상기 메니스커스(6)는, 상기 전방 투명 요소(3)에서 볼 때 볼록한 곡률의 구성을 갖고, 상기 제1 및 제2 유체(A,B)는 굴절률을 가지므로 상기 메니스커스(6)를 통과하는 방사선의 버전스는 양성의 집속력(positive focal power)을 제공하기 위해 메니스커스(6)에 의해 한 곳에 수렴된다.
집속력은 렌즈의 초점 길이에 의해 측정될 수 있다. 도 3은 종래 기술의 가변 초점 렌즈의 초점 길이(F1)를 개략적으로 도시한다. 가장자리의 방사선(들)에 의 해 도시된 바와 같은 방사선(15)은 광축(OA)을 따라 상기 빔을 초점(16)에 집속시키는 메니스커스(6)를 통과한다. 상기 초점 길이(F1)는 상기 유체 메니스커스(6)에서 상기 초점(16)까지 광축(OA)을 따라 측정된다.
도 4는 비교적 두꺼운 렌즈에 의해 제공되는 초점 거리(FT)가 어떻게 정해지는지를 개략적으로 도시한다.
입력 방사선의 가장자리 방사선(Rm)은 상기 광축(OA)상에 있는 초점(19)으로 비교적 두꺼운 렌즈(LT)에 의해 굴절된다. 교차점(P)에서 초점(19)까지 광축(OA)에 따른 거리는 상기 두꺼운 렌즈(LT)의 초점 길이(FT)이다. 상기 교차점(P)은 상기 렌즈(LT)에 의해 굴절되는 것 없이 확장될 경우의 상기 가장자리의 방사선(Rm)의 입력 경로와 상기 렌즈(LT)에 의해 굴절되는 것 없이 상기 렌즈(LT) 뒤쪽으로 확장될 경우의 상기 가장자리의 방사선(Rm)의 출력 경로 사이의 교선(intersection)에 놓인다.
도 5는 가변 초점 렌즈를 포함하는 본 발명에 따른 광학 장치를 개략적으로 도시하며, 상기 가변 초점 렌즈는 도 1 내지 도 3을 사용하여 기재된 종래 기술의 가변 초점 렌즈에 따른 것이다.
이러한 실시예의 렌즈의 특징 및 요소는 이전에 기재된 특징과 비슷하며, 100만큼 증분된 동일한 참조번호를 사용하여 언급된다; 대응하는 상세한 설명은 여기서 또한 적용하기 위해 사용되어야 한다.
본 발명에 따라, 상기 광학 장치는, 방사선이 메니스커스(106)를 한번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스(106) 쪽으로 다시 방사선의 방향을 변경하도록 배열되는 제1 방향 변경기를 포함한다. 상기 장치는, 방사선이 메니스커스(106)를 두번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스(106) 쪽으로 다시 방사선의 방향을 추가로 변경하도록 배열된 제2 방향 변경기를 더 포함한다. 상기 메니스커스의 구성은, 각각의 방향 변경과 추가적인 조절이 가변 초점 렌즈에 확대된 집속력을 제공하도록 배열되는 것에 이어서, 방사선의 버전스를 추가로 조절하도록 배열된다.
아래 기재될 본 발명의 실시예에서, 제1 방향 변경기는 상기 방사선이 상기 유체 메니스커스(106)를 향해 반사하게 하도록 배열되는 제1 거울이고, 제2 방향 변경기는 상기 방사선이 상기 유체 메니스커스(106)를 향해 반사하도록 배열되는 제2 거울이다. 상기 제1 및 제2 거울은 광축(OA) 상에 위치되고 각각은 반사 표면(14,17)을 갖는다.
도 5는 개략적이며, 설명의 명확함을 위해 상기 제1 및 제2 거울의 반사 표면(14,17) 만을 도시한다. 각각 상기 메니스커스(106)를 향해 직면하는 상기 제1 및 제2 반사 표면(14,17)은 평면이고 상기 광축(OA)에 직각이다.
도 5는 상기 광학 장치의 동작 원리를 개략적으로 도시한다. 본 발명의 세 개의 광학 장치는 서로 인접하게 도시되어 각각의 광축(들)은 서로 일치한다. 좌측의 광학 장치로 도시된 제1 광학 장치의 제1 반사 표면(14)은 중간의 광학 장치로 도시된 제2 광학 장치의 제1 반사 표면(14)과 일치되는 것으로 도시된다. 제2 장치의 제2 반사 표면(17)은 우측의 광학 장치로 도시된 제3 광학 장치의 제2 반사 표 면(17)과 일치되는 것으로 도시된다.
상기 메니스커스(106)는 전방 요소(103)에서 볼 때, 볼록한 곡률을 갖는 구성을 갖고, 제1 및 제2 유체(A,B)는, 메니스커스(106)를 지나는 방사선의 버전스가 양성의 집속력을 제공하기 위해 상기 메니스커스(106)에 의해 수렴되도록 하기 위해 굴절률을 갖는다. 다른 실시예에서, 상기 메니스커스는 음성의 집속력을 제공하기 위해 방사선을 발산한다.
도면에서 도시된 제2 및 제3 광학 장치는 가상 장치라는 것을 이해할 수 있는데, 이 두개의 광학 장치는 장치를 지나는 빔의 통과를 보이기 위해 상기 반사 표면에 대해 이 장치가 가상으로 펼쳐진 경우의 광학 장치를 도시하기 위해 예시되었다.
동작에 있어서, 입력 경로(IP)를 따라서 상기 유체 메니스커스(106)를 지난 이후에 상기 방사선은 상기 메니스커스(106)를 추가로 통과하기 위해 상기 제1 거울에 의해 반사된다. 이 메니스커스 구성은 방사선의 버전스를 추가로 조절하도록 배열된다. 제2 거울은 상기 빔 버전스를 더 추가로 조절하는 메니스커스(106)를 더 추가로 통과하기 위해 상기 방사선을 추가로 반사시킨다. 이와 같은 예에서, 상기 메니스커스(106)는 초점(18)에 상기 방사선을 수렴시킨다.
도 5는 본 발명에 따른 광학 장치의 초점 길이(F2)를 개략적으로 도시한다. 이 초점 길이(F2)는 도 4를 사용하여 도시된, 비교적 두꺼운 렌즈에 의해 제공되는 초점 길이의 한정에 따른다. 상기 초점 길이(F2)는 교차점(20)에서 상기 초점(18)까 지 광축(OA)에 평행한 방향으로 취해진다. 상기 교차점(20)은 상기 메니스커스(106)에 의해 굴절되는 것 없이 확장될 경우의 상기 빔(15)의 입력 경로와, 상기 메니스커스(106)에 의해 굴절되는 것 없이 상기 장치로 다시 확장될 경우의 상기 빔(15)의 상기 가장자리의 방사선(15)의 출력 경로 사이의 교선(intersection)에 놓인다. 상기 메니스커스(106)에 의한 방사선의 추가적인 조절은 상기 가변 초점 렌즈에 확대된 집속력을 제공하며, 이것은, 본 발명에 의해 제공된 초점 길이(F2)가 종래 기술에 의해 제공된 초점 길이(F1) 보다 작아지도록 한다.
도 3 및 도 5를 이용하여 기재된 광학 장치에 있어서, 상기 제1 유체(A)는 nA=1.35인 굴절률을 갖고, 상기 제2 유체(B)는 nB=1.5인 굴절률을 갖는다. 상기 유체실(105)의 두개의 유체(A,B) 사이에 형성된 메니스커스의 반지름 r은 2mm이다. 종래 기술에 따른 초점 길이(F1)은 13.33mm이고, 본 발명에 따른 초점 길이(F2)는 4.97mm이다.
광축(OA)에 따른 상기 제1 유체(A)와 상기 제2 유체(B)의 두께는 상기 가변 초점 렌즈의 초점 길이를 조절한다. 이와 같은 예에서, 유체(A)의 두께는 1mm이고 제2 유체(B)의 두께는 0.5mm이다. 상기 두 유체(A,B)의 두께가 상기 광학 장치의 초점 길이(F)와 비교하여 작을 때, 종래 기술에 따른 렌즈의 초점 길이(F1)는 대략 관계식(1)을 따른다:
Figure 112007074224853-PCT00001
본 발명에 따라 제공된 렌즈의 초점 길이(F2)는 대략 관계식(2)을 따른다:
Figure 112007074224853-PCT00002
관계식(1,2)을 이용한다면, 종래 기술과 본 발명에 따른 초점 길이(F1,F2)는 각각 대략 13.33mm와 4.44mm로 각각 계산된다.
상기 제2 유체(B)의 두께가 이전에 기재된 것보다 더 큰 추가적인 실시예에 있어서, 상기 두께는 상기 광학 장치에 의해 제공된 초점 길이를 더 조절한다.
상기 유체 메니스커스(106)가 메니스커스(106)를 통과하는 방사선을 수렴하는 볼록한 곡률을 갖는다고 설명되었다. 대안적으로, 상기 유체 메니스커스(106)는 상기 메니스커스(106)를 통과하는 방사선을 발산하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 가변 초점 렌즈의 집속력은 종래 기술과 비교하여 또한 확대된다. 상기 버전스의 조절은 제1 및 제2 유체(A,B)의 굴절률과 상기 인가되는 전압(V)에 의해 결정된다. 상기 메니스커스(106)는 오목한 곡률 또는 평면 구성을 갖기 위해 상기 제어 시스템에 의해 구성될 수 있다. 상기 유체의 굴절률 및/또는 상기 유체의 물질은 기재된 것과는 다를 수 있다.
도 6은 수직 축(Y1) 상에 기입된, 집속력의 변화량(△FP)과 수평 축(X1) 상에 기입된, 집속력의 일정 변화량을 획득하기 위해 걸린 시간(t) 간의 관계를 개략적으로 도시한다. 제1 관계(R1)는 종래 기술의 가변 초점 렌즈에 대응하고 제2 관계(R2)는 본 발명에 따른 광학 장치에 대응한다. 상기 축(Y1,X1) 상의 단위는 임의적 이다.
상기 제1 관계(R1)와 비교될 경우, 상기 제2 관계(R2)는, 집속력의 일정 변화를 제공하기 위한 본 발명의 장치를 위해 걸린 시간량이 동일한 집속력의 변화를 제공하기 위한 종래 기술의 가변 초점 렌즈를 위해 걸린 시간량보다 일반적으로 더 낮다는 것을 나타낸다.
도 7은 수직 축(Y2) 상에 기입된, 집속력의 변화량(△FP)과 수평 축(X2) 상에 기입된, 집속력의 일정 변화량을 획득하기 위해 요구되는 전압(V) 간의 관계를 개략적으로 도시한다. 제3 관계(R3)는 종래 기술의 가변 초점 렌즈에 대응하고 제4 관계(R4)는 본 발명에 따른 광학 장치에 대응한다. 상기 축(Y2,X2) 상의 단위는 임의적 이다.
상기 제3 관계(R3)와 비교될 경우, 상기 제4 관계(R4)는, 집속력의 일정 변화를 제공하기 위한 본 발명의 장치를 위해 요구되는 전압량이 동일한 집속력의 변화를 제공하기 위한 종래 기술의 가변 초점 렌즈를 위해 요구되는 시간의 일정량보다 일반적으로 더 낮다는 것을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광학 장치를 개략적으로 도시한다. 이러한 실시예의 특징과 요소는 이전에 기재된 특징과 유사하며 유사 참조번호는 200 만큼 증분 되어 사용될 것이다. 대응하는 상세한 설명은 여기서 또한 적용하기 위해 사용되어야 한다.
이러한 실시예에서, 상기 유체 메니스커스(206)의 구성은 방사선을 수렴한다. 상기 광학 장치는 제1 1/4 파장 판(22), 편광 의존 거울(24)인 제1 거울, 제2 1/4 파장 판(26) 및 부분적으로 투과하는 거울(28)인 제2 거울을 포함한다. 제2 1/4 파장 판(26)은 후방 요소(204)와 상기 편광 의존 거울(24) 사이에 존재한다. 상기 편광 의존 거울(24)의 반사 표면(217)은 3MTM에 의해 생사된 것과 같은 예컨대, Dual Brightness Enhancement Film(DBEF)의 반사 코팅을 포함한다.
상기 입력 경로(IP)를 따라 통과한 이후 바로, 상기 광축(OA)을 따라 통과하는 방사선(32)은 제1 1/4 파장 판(22)에 의해 예컨대, 우선회의 원형 편광(right-handed circular polarisation)과 같은 원형 편광으로 조절되는, 제1 방향을 갖는 선형 편광을 갖는다. 부분적으로 투과하는 거울(28)은 적어도 일부분의 방사선(32)이 상기 부분적으로 투과하는 거울(28)을 통과하게 하도록 배열된다. 상기 방사선(32)은 상기 유체 메니스커스(206)를 통과하고 제2 1/4 파장 판(26)은 우선회의 원형 편광을 제2 방향의 선형 편광으로 조절하는데, 상기 제2 방향은 편광의 제1 방향과 수직이다. 상기 방사선(32)은 제1 반사 표면(214)에 의해 반사되어, 제2 방향의 편광을 우선회의 원형 편광으로 조절하는 제2 1/4 파장 판(26)을 통과한다. 이때 상기 방사선(32)은 유체 메니스커스(206)를 지나는 제2 통과를 이룬 후, 상기 메니스커스(206)를 지나는 제3 통과를 이루기 위해 상기 메니스커스(206)를 향해 다시 부분적으로 투과하는 거울(28)에 의해 반사된다. 상기 부분적으로 투과하는 거울(28)에 의한 빔의 반사는 상기 우선회의 원형 편광을 상기 제2 1/4 파장 판(26)이 상기 제1 방향의 편광으로 조절하는, 좌선회의 원형 편광으로 조절한다. 상기 편광 의존 거울(24)의 표면(214)은 적어도 일부분의 추가적으로 반사된 방사선이 상기 편광 의존 거울(24)을 통해 상기 출력 경로(OP)를 따라 통과하게 하도록 배열된다.
추가적인 실시예에서, 제1 및 제2 유체(A,B)는 상기 유체 메니스커스(206)가 부분적으로 투과하는 거울로서 역할 하도록 야기하는 물질을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 제1 거울은 필요하지 않다.
위에서 기재된 실시예에서, 상기 편광 의존 거울(24)은 일정한 편광을 갖는 방사선을 선택함으로써 상기 편광 의존 거울을 지나는 추가적으로 반사되는 빔의 통과를 제어하도록 배열되고, 상기 부분적으로 투과하는 거울(28)은 일정한 비율의 방사가 상기 부분적으로 투과하는 거울을 통과하도록 허용함으로써 상기 부분적으로 투과하는 거울(28)을 통한 상기 입력 방사선의 통과를 제어하도록 배열된다. 추가적인 실시예에서, 상기 편광 의존 거울 및 상기 부분적으로 투과하는 거울은 기재된 것과는 다를 수 있다.
도 9는 반-굴절 광학 시스템(catadioptric system)의 형태인, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치를 개략적으로 도시한다. 이러한 실시예의 특징과 요소는 이전에 기재된 특징과 유사하며 유사 참조번호는 300 만큼 증분 되어 사용될 것이다. 대응하는 상세한 설명은 여기서 또한 적용하기 위해 사용되어야 한다.
이러한 실시예에서, 유체 메니스커스(306)의 구성은 전방 요소(303)에서 볼 때, 오목한 곡률이며 방사선을 발산한다. 제2 거울은, 입력 경로(IP)를 따라 통과 한 이후 바로, 적어도 일부분의 입력 방사선이 제2 거울을 비추지 않게 하도록 배열되는 형태를 갖는데, 상기 제2 거울은 이 실시예에서 메니스커스(306)에 면하는 평면의 반사 표면(317)을 갖는 환상거울(34)이다. 상기 환상거울(34)은 투명하고 광축(OA)에 수직인 반지름을 갖는 내부 개구부(inner aperture)(36)을 갖는데, 상기 개구부는 상기 유체실(5)의 광축(OA)에 수직인 반지름보다 작다. 제1 거울(37)은, 제2 거울(34)에 의해 반사된 이후, 적어도 일부분의 방사선이 상기 제1 거울(37)을 비추지 않게 하도록 배열되는 형태를 갖는다. 상기 제1 거울(37)은 상기 원통형 유체실(5)의 광축(OA)에 수직인 반지름보다 작은, 광축(OA)에 수직인 반지름을 갖는다. 이러한 예에서, 상기 제1 거울(37)은 전방 요소(303)에 인접한 광축(OA) 상에 위치하고 상기 제2 거울(34)은 후방 요소(304)에 인접한 광축(OA) 상에 위치한다.
입력 경로(IP)를 따라 통과한 이후 바로, 상기 광축(OA)을 따라 통과하는 방사선(33)은 상기 내부 개구부(36)를 통과해서 상기 유체 메니스커스(306)를 통과한다. 이러한 실시예에서, 가변 초점 렌즈는 이전의 실시예를 위해 기재된 것과는 다른 배향을 가지므로, 상기 내부 개구부(36)를 통과한 이후, 상기 방사선은 상기 메니스커스(306)에 닿기 전에 후방 요소(304)와 제2 유체(B)를 통과한다. 상기 방사선(33)은 전방 요소(303)를 통과하여 제1 반사 표면(314)에 의해 상기 유체 메니스커스(306)를 통해 다시 반사된다. 상기 빔의 일부분은 상기 제2 반사 표면(317)에 의해 상기 메니스커스(306)를 통해 다시 추가로 반사되어, 상기 제1 거울(37)의 외면 에지(38)의 측면으로 간다. 출력 빔은 출력 경로(OP)에 대해 중심인 환상 세기 단면도(annular intensity cross-section)를 갖는다.
추가적인 실시예에서, 방사선은 이전의 실시예에 대해 설명된 것과 반대 방향으로 상기 장치를 통과할 수 있으므로, 입력 방사선 일부분이 외면 에지(38)를 지나, 반사 및 추가적인 반사가 따르고, 상기 장치로부터 내부 개구부(36)를 통해 출력된다.
추가적인 실시예에서, 도 9를 이용하여 설명된 장치의 제1 거울은 대안적으로, 광축(OA)과 수직인 반지름을 갖는 외면(outer periphery)을 구비한, 추가적인 환상 거울일 수 있는데, 상기 반지름은 환상 거울(34)의 반지름보다 작다. 상기 메니스커스는 상기 개구부(36)을 통과했던 입력 방사선을 발산하므로, 상기 추가적인 환상 거울은 추가적인 환상 거울의 외면을 지나 빔을 출력시키기 위해 상기 방사선을 추가적인 반사를 위한 환상 거울(34) 쪽으로 반사시킨다.
추가적인 실시예에서, 상기 장치는 이전의 실시예에 대해 설명한 것과 비슷할 수 있지만, 방사선이 반대 방향으로 지나감으로 적어도 일부분의 입력 방사선은 대신 상기 추가적인 환상 거울의 외면을 지나 환상 거울에 의해 반사되기 전에 메니스커스에 의해 수렴되어 추가적인 환상 거울에 의해 더 반사되고, 상기 내부 개구부(36)를 통해 출력된다.
상기 제1 및 제2 거울이 환상인 추가적인 실시예에서, 상기 방사선은 제2 거울의 구경을 통과하고, 상기 메니스커스에 의해 발산된 경우, 메니스커스를 통한 추가적인 통과를 만들기 위해 상기 제1 거울의 반사 표면에 의해 반사된다. 이때 제2 거울의 반사 표면은 상기 방사선을 추가로 반사함으로 상기 빔은 상기 제1 거 울의 중간 구경을 지나 상기 장치의 밖으로 통과하도록 방향이 변경된다. 이와 같은 방법으로 상기 장치를 통과하는 빔의 통과를 제어하기 위해서, 제1 및/또는 제2 거울의 반사 표면은 평면이 될 수 없지만, 만곡이 될 수 있다(curved).
도 10은 예컨대, 카메라와 같은 이미지 캡쳐 디바이스를 개략적으로 도시한다. 상기 디바이스는 통과할 물체의 이미지를 나르는 방사선을 위한 광축(OA)을 갖는다. 상기 디바이스는 줌 렌즈 시스템을 구비한 광학 시스템을 갖는데, 상기 줌 렌즈 시스템은 도 8을 이용하여 앞서 설명된 것에 따른 두개의 광학 장치(48,50)를 포함한다. 각각의 유체 메니스커스는 서로 결합하여, 상기 방사선에 의해 운반된 이미지에 줌 인자(zoom factor)를 도입하는 구성을 갖는다. 상기 광학 시스템은 상기 줌된 이미지를 물체의 이미지를 검출하기 위한 이미지 검출 시스템(46) 상에 집속시키기 위해 대물 렌즈 시스템(44)을 또한 갖는다. 상기 광학 시스템은, 빔이 상기 검출 시스템(46) 상에 정확히 집속되도록 보장하기 위해 상기 방사선을 조절하는 렌즈(51)를 추가로 포함한다. 대안적인 이미지 캡쳐 디바이스에서, 두개의 광학 장치 중 각 장치는 도 9를 이용하여 앞서 기재된 장치에 따른다.
상기 광학 장치는 도 10을 참조하여 설명된 것과 다른 줌 렌즈 시스템 내에 포함될 수 있다. 하나의 예가 적어도 하나의 전환 가능한(switchable) 광학 요소를 포함하는 줌 렌즈 시스템으로서, 상기 광학 요소는 상기 줌 렌즈 시스템을 통과하는 방사선과 같이 작용하도록 배열된 부품을 구비한 파면 조절기(wavefront modifier)를 포함한다. 상기 전환 가능한 요소는 또한 제1 유체와 제2 유체를 포함한다. 상기 제1 및 제2 유체는 서로 다른 굴절률을 갖고 서로 혼합될 수 없다. 상 기 전환 가능한 요소는 제1 및 제2 모드를 갖는다. 제1 모드에서 상기 전환 가능한 요소는, 제1 유체가 상기 파면 조절기 부품을 덮는 유체 구성을 갖고, 제2 모드에서 상기 전환 가능한 요소는, 그 대신 제2 유체가 상기 파면 조절기 부품을 덮는 상이한 유체 구성을 갖는다. 상기 전환 가능한 요소는 제1 및 제2 모드 사이에서 스위칭 시스템을 이용하여 스위칭될 수 있는데, 상기 스위칭 시스템은 예컨대, 제1 및 제2 유체 중 적어도 하나의 유체에 전압을 인가할 수 있다. 상기 전환 가능한 요소는 줌 렌즈 시스템을 통과하는 방사선에 줌 인자를 도입한다. 상기 요소가 제1 모드에 존재할 경우 도입되는 줌 인자는 상기 요소가 제2 모드에 존재할 경우 도입되는 줌 인자와 다르다.
도 11은 정보 층(54)을 갖는 광학 기록 캐리어(52)를 스캐닝하기 위한 광학 스캐닝 디바이스를 개략적으로 도시한다. 상기 디바이스는 광축(OA)을 따라 미리 결정된 파장의 방사선을 방사하기 위한 방사 소스 시스템(56)을 갖는다. 상기 방사선은 광학 시스템에 의해 정보 층(54)에 집속되며, 상기 광학 시스템은 도 8을 이용하여 앞서 기재된 장치에 따른 광학 장치(58)와 제1 대물 렌즈 시스템(53)을 포함한다. 상기 집속된 방사선은 정보 층(54)에 의해 반사되고 빔 분배기(62)는 검출 시스템(64) 상에 방사선을 집속시키는 광학 시스템의 제2 대물 렌즈 시스템(63)으로 상기 방사선을 유도하는데, 상기 방사선은 정보 층(54)에서 도출된 정보를 나르고, 상기 검출 시스템(64)은 상기 방사선을 검출하도록 배열된다.
대안적인 광학 스캐닝 디바이스에서, 상기 광학 장치는 대신에 도 9를 이용하여 앞서 기재된 장치에 따른다.
위에서 본 실시예는 본 발명의 도시적인 예로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가적인 실시예가 구상된다. 예컨대, 설명된 광학 요소의 상세한 설명이 다를 수 있다. 제1 또는 제2 거울의 반사 표면은 평면이 될 순 없지만, 오목 및 볼록하거나 또는 이들의 결합이 될 수 있으며, 상기 광축과 관련하여 서로 다르게 또한 배향될 수 있다. 더욱이, 상기 제1 또는 제2 거울은 설명된 것에 다른 형태를 가질 수 있거나 또는, 상기 반사 표면을 형성하는데 이용되는 물질이 다를 수 있다.
메니스커스가 방사선을 수렴시키는 실시예가 설명되었다. 이러한 실시예에서, 상기 메니스커스는 방사선을 발산시키기 위해 대안적으로 구성될 수 있다. 상기 메니스커스가 방사선을 발산시키는, 설명된 실시예에서, 상기 메니스커스는 방사선을 수렴하기 위해 대안적으로 구성될 수 있다. 상기 메니스커스는 회전적으로 좌우 대칭 구성으로 설명되었다. 상기 메니스커스는 상기 광축에 대해 회전적으로 좌우 대칭인 구성으로 구성될 수 있다.
각각의 설명된 실시예에 있어서, 상기 입력 경로를 따라 통과하는 방사선은 미리 결정된 버전스를 갖는데, 상기 버전스는 시준된(collimated) 버전스이다. 상기 입력 빔은 대안적으로 수렴성 또는 발산성이 될 수 있다.
편광을 갖는 빔이 이용되는 실시예가 설명되었는데, 상기 편광은 상기 장치를 통한 빔의 통과를 제어하게 한다. 이것은 방향 변경기의 동작을 향상 시킨다. 상기 장치는 설명된 것과 다른 편광을 갖는 방사선으로 동작할 수 있고 상기 빔 편광을 다르게 조절하도록 배열될 수 있다.
앞서 설명된 실시예에서, 입력 및 출력 경로는 상기 광축과 일치한다. 대안 적으로 상기 입력 경로 및 광 경로는 설명된 것과는 광축에 대해 서로 다른 위치선정을 가질 수 있는데, 이는 상기 경로가 상기 광축과 불일치하도록 하기 위함이다.
상기 방사선이 상기 메니스커스를 3번 통과하기 위해 상기 장치가 두개의 방향 변경기를 포함하는 실시예가 설명되었다. 상기 방향 변경기는 설명된 바와 같이, 거울이 될 수 없지만 상기 빔의 방향을 변경하기 위한 대안적인 광학 요소일 수 있다. 더욱이, 상기 장치는, 상기 빔이 메니스커스를 세 번 넘게 통과하기 위해 추가적인 방향 변경기를 포함할 수 있다.
앞서 설명된 실시예에 있어서, 상기 방사선의 광선은 광축에 대해 상이한 방사상의 위치 및/또는 메니스커스에 대해 상이한 입사각으로 상기 메니스커스를 매번 통과한다. 이러한 입사각 및/또는 방사상의 위치에 대한 변화는 버전스의 조절의 변경이 있도록 야기한다. 상기 장치가 설명된 것과는 다른 입사각 및/또는 방사상의 위치로 상기 메니스커스를 통해 방사선 광선을 통과시키도록 배열될 수 있다는 것이 구상된다. 대안적으로, 상기 메니스커스는 빔의 버전스를 조절하지 않도록 구성될 수 있다.
상기 초점 길이에 의해 표시된, 본 발명에 의해 제공된 확대된 집속도의 양은 앞서 설명된 것과는 다를 수 있다. 이것을 달성하기 위해, 상기 유체(A,B)의 굴절률, 상기 광축(OA)을 따른 유체의 농도 및 상기 유체실의 반지름은 앞서 설명된 것과는 다를 수 있다.
본 발명은 전기습윤력을 이용하는 가변 초점 렌즈에 대해 설명되었다. 대안적으로, 상기 장치는 전기습윤력을 이용하지 않는 상이한 형태의 가변 초점 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학 장치를 포함하는 디바이스가 설명되었다. 이러한 디바이스는 설명된 것과는 다를 수 있고, 본 발명의 상이한 실시예를 따르는 광학 장치를 포함할 수 있다.
상기 광학 장치의 추가적인 어플리케이션이 구상된다. 예컨대, 상기 장치는 조명되는 영역의 크기를 변화시키는 것이 바람직한 전등(torch)과 같은 조명 디바이스에 포함될 수 있다. 상기 장치는 이동 전화기, 사진 및 비디오 카메라, 의료 장비, 데이터 기록 및 판독 장비, 식별 장비 및 자동차 장비와 같은 카메라를 포함하는 디바이스에 병합될 수 있다. 상기 장치는 망원경 내에 또한 포함될 수 있다.
예컨대, 도 9를 이용하여 설명된 반-굴절 광학 시스템과 같은 상기 장치의 실시예는 편광되는 방사선의 사용 없이도 동작한다. 이러한 장치는 예컨대, 카메라와 같은 편광에서 독립적인 동작을 요구하는 어플리케이션에서 유익하게 사용될 수 있다. 상기 장치는 이 장치를 통과하는 방사선을 위한 낮은 색채의 수차(low chromatic aberration)를 일반적으로 도입한다. 상기 메니스커스를 통해 상기 방사선을 한번 넘게 통과시키는 것은 상기 빔에 도입된 전반적인 색채의 수차 량을 최소화한다.
임의의 한 실시예에 관련하여 설명되는 임의의 특징이 단독으로 즉, 설명된 다른 실시예와 결합하여 사용될 수 있으며 또한, 상기 실시예 중 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 결합해서 즉, 상기 실시예 중 임의의 다른 실시예의 임의의 결합으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 위에서 설명되지 않은 동등 물 및 변경물은 첨부되는 청구범위에서 한정되는, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 또한 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 방사선을 조절하기 위한 광학 장치, 특히 가변초점 렌즈에 확대된 집속도(focal power)를 제공하기 위한 광학 장치에 이용가능 하다.

Claims (14)

  1. 방사선을 조절하기 위한 광학 장치로서, 상기 장치는:
    a) 제1 굴절률을 갖는 제1 유체(A)와 제2의 다른 굴절률을 갖는 제2 유체(B)를 포함하는 가변 초점 렌즈로서, 상기 유체는 혼합하지 않으며 유체 메니스커스(6;106;206;306)에 의해 서로 분리되고, 상기 유체 메니스커스는 미리 선택된 입력 방사선의 버전스를 조절하도록 배열되는 구성으로 구성될 수 있으며, 이에 의해 상기 구성은 상기 렌즈의 집속력을 결정하는, 가변 초점 렌즈와;
    b) 상기 유체 메니스커스 구성의 변동(variation)에 의해 상기 집속력을 제어하도록 배열되는 초점 제어 시스템(8;108;208;308)
    을 포함하는, 광학 장치에 있어서,
    상기 광학 장치가 제1 방향 변경기(redirector)와 제2 방향 변경기(redirector)를 포함하는데, 상기 제1 방향 변경기는 방사선이 메니스커스(106)를 한 번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스를 향해 다시 상기 방사선의 방향을 바꾸도록 배열되고, 제2 방향 변경기는, 방사선이 메니스커스를 두 번 통과한 이후에, 상기 유체 메니스커스를 향해 다시 상기 방사선의 방향을 추가로 바꾸도록 배열되며, 여기서 상기 구성은 각각의 방향 바꿈(redirection) 이후의 상기 방사선의 버전스를 추가로 조절하도록 배열되며, 상기 추가적인 조절은 상기 가변 초점 렌즈에 확대된 집속력(focal power)을 제공하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 메니스커스 구성은 상기 유체 렌즈를 통과하는 방사선을 수렴시키도록 배열된, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 메니스커스 구성은 상기 유체 렌즈를 통과하는 방사선을 발산시키도록 배열된, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 제1 및 제2 방향 변경기 중 적어도 하나의 방향 변경기의 동작을 향상시키기 위해 상기 광학 장치를 통과하는 방사선의 편광을 조절하도록 배열되는, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 방향 변경기는 상기 유체 메니스커스 쪽으로 상기 방사선을 반사하도록 배열된 제1 거울(24;38)인, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 거울은, 적어도 일부분의 상기 추가로 방향이 변경된 방사선이 상기 제1 거울을 비추지 않도록 배열된 형태를 갖는, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 거울은 적어도 일부분의, 상기 추가적으로 방향이 변경된 방사선이 상기 제1 거울을 통과하도록 하기 위해 배열되고, 상기 제1 거울은 상기 제1 거울을 통한 상기 추가적으로 방향이 변경된 방사선의 통과를 제어하도록 배열되는, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 방향 변경기는 상기 유체 메니스커스 쪽으로 상기 방사선을 반사하도록 배열된 제2 거울(22;34)인, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 거울은, 적어도 일부분의 상기 입력 방사선이 상기 제2 거울을 비추지 않도록 배열된 형태를 갖는, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 거울은 환상인, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 거울은 적어도 일부분의 상기 입력 방사선이 상기 제2 거울을 통과하도록 배열되고, 상기 제2 거울은 상기 제2 거울을 통한 상기 입력 방사선의 통과를 제어하도록 배열되는, 방사선을 조절하기 위한 광학 장치.
  12. 물체의 이미지를 캡쳐하기 위한 이미지 캡쳐 디바이스로서,
    상기 디바이스는 물체의 이미지를 검출하기 위한 이미지 검출 시스템(46)과 상기 이미지 검출 시스템 상에 상기 물체의 이미지를 집속하도록 배열되는 광학 시스템을 포함하며, 여기서 상기 광학 시스템은 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치(48;50)를 포함하는, 물체의 이미지를 캡쳐하기 위한 이미지 캡쳐 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치를 포함하는, 광학 줌 렌즈 시스템.
  14. 광 기록 캐리어를 스캐닝하기 위한 광 스캐닝 디바이스로서, 상기 디바이스는:
    a) 방사선을 방사하기 위한 방사 소스 시스템(56)과;
    b) 광 기록 캐리어(52)에서 유출된 정보를 나르는 방사선을 검출하기 위한 검출 시스템(64)과;
    c) 상기 방사된 방사선을 광 기록 캐리어에 집속하기 위한, 그리고 상기 기록 캐리어에 집속된 이후, 상기 방사된 방사선을 상기 검출 시스템 상에 집속시키기 위한 광학 시스템으로서, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치(58)를 포함하는 상기 광학 시스템
    을 포함하는, 광 기록 캐리어를 스캐닝하기 위한 광 스캐닝 디바이스.
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